JPS61250188A - Method of hydrodimerization of acrylonitrile - Google Patents

Method of hydrodimerization of acrylonitrile

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Publication number
JPS61250188A
JPS61250188A JP61076419A JP7641986A JPS61250188A JP S61250188 A JPS61250188 A JP S61250188A JP 61076419 A JP61076419 A JP 61076419A JP 7641986 A JP7641986 A JP 7641986A JP S61250188 A JPS61250188 A JP S61250188A
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JP
Japan
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anode
acrylonitrile
cathode
adiponitrile
hydrodimerization
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Application number
JP61076419A
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Japanese (ja)
Inventor
ジョン・チャールズ・トロキオラ
ダグラス・アンダーソン・ランズマン
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International Fuel Cells Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
    • C25B11/095Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one of the compounds being organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/29Coupling reactions
    • C25B3/295Coupling reactions hydrodimerisation

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、有機化合物を合成するための電気分解プロセ
ス、特にアジポニトリルを製造する方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrolytic process for the synthesis of organic compounds, and in particular to a method for producing adiponitrile.

背景技術 アジポニトリルはナイロン66形式の合成繊維の製造に
、またいくつかの他の有機合成プロセスに広範囲に利用
されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Adiponitrile is used extensively in the production of synthetic fibers of the nylon 66 type and in several other organic synthesis processes.

アジポニトリルを製造するための最も簡単な公知の方法
の一つはアクリロニトリルのヒドロ二量体化を含んでい
る。電気分解プロセスでは、アジポニトリルは陰極(c
athode)で発生され、また酸素が陽極(anod
e)で発生される。経験的に、これは下式で表される: (陰極反応) 2CII 2CIICN + 21120 + 2e−
”NC(CH2) 4CN + 2011−(陽極反応
) 20H−−402+lI20 +2e’″熱力学的電気
化学的全変換効率は上記のような実際的電解槽では決し
て実現されない、従って、種々の分極、例えば電解槽の
オーム抵抗と反応物の消費及び生成物の生成により発生
される逆起電力と電極反応の不可逆性に起因する活性化
分極とに打ち勝つべく、理論的電圧よりも高い電圧が電
解槽に与えられなければならない。
One of the simplest known methods for producing adiponitrile involves hydrodimerization of acrylonitrile. In the electrolysis process, adiponitrile is used as the cathode (c
Oxygen is generated at the anode and oxygen is generated at the anode.
e). Empirically, this is represented by the following formula: (Cathode reaction) 2CII 2CIICN + 21120 + 2e-
"NC(CH2) 4CN + 2011-(anodic reaction) 20H--402+lI20 +2e'"The thermodynamic-electrochemical total conversion efficiency is never achieved in practical electrolytic cells such as those mentioned above, therefore, different polarizations, e.g. In order to overcome the ohmic resistance of the electrolytic cell and the back emf generated by the consumption of reactants and the formation of products and the activation polarization due to the irreversibility of the electrode reactions, a voltage higher than the theoretical voltage is applied to the electrolytic cell. must be given.

典型的に陽極反応、すなわち酸素発生は炭素鋼陽極を使
用して行われ、O,aV又はそれ以上であり得る高い分
極により特徴付けられている。これらの分極はかなりの
電解摺電力消費(IE)を生ずる。
Typically, anodic reactions, ie, oxygen evolution, are carried out using carbon steel anodes and are characterized by high polarization, which can be O, aV or higher. These polarizations result in significant electrolytic power consumption (IE).

従って、アジポニトリルを製造するためアクリロニトリ
ルのエレクトロヒドロ二量体化を行うプロセスとして、
電解摺電力消費を低減し得るプロセスが絶えず探究され
ている。
Therefore, as a process for electrohydro-dimerization of acrylonitrile to produce adiponitrile,
Processes that can reduce electrolytic sliding power consumption are continually being sought.

発明の開示 本発明は、電解槽のなかでアジポニトリルを製造するた
めアクリロニトリルのヒドロ二量体化を低エネルギーで
行う方法を指向している。電解槽は陽極、陰極及び水溶
性電解質を含んでいる。電解質溶液は陰極及び陽極と接
触する状態に保たれている。アクリロニトリルの源は陰
極に保たれており、また水酸イオンの源は陽極に保たれ
ている、直流電流が上記システムを通じて流され、陰極
でアジポニトリルへのアクリロニトリルのヒドロ二量体
化を、また陽極で水酸イオンの酸化を生じさせる0本発
明の陽極は導電性のサブストレートに接着された、遇フ
ッ化炭化水素ポリマーを含有するNiCo2O4の層か
ら成っている。このプロセスでは、電極面積のl cm
 2あたり100mAの電流密度にて必要とされる陽極
電圧が約2000mVよりも低い。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a low energy process for the hydrodimerization of acrylonitrile to produce adiponitrile in an electrolytic cell. The electrolytic cell includes an anode, a cathode, and a water-soluble electrolyte. An electrolyte solution is maintained in contact with the cathode and anode. A source of acrylonitrile is kept at the cathode and a source of hydroxide ions is kept at the anode. A direct current is passed through the system to cause the hydrodimerization of acrylonitrile to adiponitrile at the cathode and the anode. The anode of the present invention consists of a layer of NiCo2O4, optionally containing a fluorinated hydrocarbon polymer, adhered to an electrically conductive substrate. In this process, the electrode area l cm
At a current density of 100 mA per 2, the required anode voltage is less than about 2000 mV.

本発明は電気化学工学、特にアジポニトリル産業に有意
義な進歩をもたらす。アジポニトリルへのアクリロニト
リルのヒドロ二量体化のためにNI Co 204触媒
を含む陽極を利用する電気化学的プロセスは必要とする
陽極電圧が低く、有意義なエネルギー節減を可能にする
The present invention represents a significant advance in electrochemical engineering, particularly in the adiponitrile industry. Electrochemical processes that utilize anodes containing NI Co 204 catalysts for the hydrodimerization of acrylonitrile to adiponitrile require low anode voltages, allowing for significant energy savings.

本発明の他の特徴及び利点は以下の説明、特許請求の範
囲及び本発明の実施例を示す図面から明らかになろう。
Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description, from the claims, and from the drawings showing exemplary embodiments of the invention.

発明を実施するための最良の形態 一般にアクリロニトリルのエレクトロヒドロ二量体化シ
ステム及び酸素発生環境と両立可能な導電性電極材料が
陽極サブストレートを製作するのに使用され得る。サブ
ストレートがニッケル、ステンレス鋼、炭素鋼、銅、鉛
、カドミウム、亜鉛のような金属サブストレートである
ことは特に好ましい。炭素鋼サブストレートが使用され
ることは特に好ましい、オプションにより、サブストレ
ートはl am ”あたり約2ないし約I Qmgのポ
リテトラフルオロエチレン(デュポン社のPTFEポリ
マー)又はフン化エチレンプロピレンで防水されている
。典型的にサブストレートは複数個の孔を有するシート
、好ましくはスクリーン材料の形態を有するが、平らな
金属のシートも通している0通常のサブストレートは約
5m1l(12,7μm)ないし約20m1 l (5
0,8,crm)の厚みである0通常のメツシュ寸法は
約50メツシユの低い値から約200メツシユの高い値
にわたっており、好ましくは約100メツシユである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In general, conductive electrode materials compatible with acrylonitrile electrohydrodimerization systems and oxygen-evolving environments may be used to fabricate the anode substrate. It is particularly preferred that the substrate is a metal substrate such as nickel, stainless steel, carbon steel, copper, lead, cadmium, zinc. It is particularly preferred that a carbon steel substrate be used; optionally, the substrate can be waterproofed with about 2 to about IQmg per 1.5 m of polytetrafluoroethylene (PTFE polymer from DuPont) or fluorinated ethylene propylene. Typically the substrate is in the form of a sheet with a plurality of holes, preferably a screen material, but also a sheet of flat metal.A typical substrate has a diameter of about 5 ml (12,7 μm) to about 20m1 l (5
Typical mesh sizes range from a low of about 50 meshes to a high of about 200 meshes, preferably about 100 meshes.

メツシュとは、各軸内の直線インチあたりのワイヤの数
をいう、金属サブストレートは通常の方法により製造さ
れ得るし、またオハイオ、州クリーブランドのクリーブ
ランド・ワイヤ・アンド・マニュファクチェアリングか
ら10200炭素m#100メツシュスクリーンとして
購入されてもよい。
Mesh refers to the number of wires per linear inch in each axis.The metal substrate may be manufactured by conventional methods and may be manufactured using 10200 carbon fibers from Cleveland Wire and Manufacturing Co., Cleveland, Ohio. May be purchased as m#100 mesh screen.

導電性電極サブストレートは典型的に触媒層と呼ばれる
N i Co 204−結合剤層を支えている、一般に
アクリロニトリルのエレクトロヒドロ二量体化システム
と両立可能な任意の結合剤が使用され得るが、101よ
りも大きい分子量を有するフン化炭化水素ポリマーが好
ましい、結合剤がPTFEであることは特に好ましい、
一般に混合物は約80%の結合剤に対して約20wt%
、好ましくは25%、また約20%の触媒に対して約8
0%、好ましくは75%である。典型的に触媒層は約1
mi l  (25,4μm)ないし約5m1l(12
7μm)、好ましくは約2.5mi l  (60,4
μm)の厚みであり、また平均な直径は約0.1μmな
いし約8μm、好ましくは約0.5μmである。
The conductive electrode substrate typically supports a N i Co 204-binder layer, referred to as the catalyst layer, although generally any binder compatible with the acrylonitrile electrohydrodimerization system may be used; Fluorinated hydrocarbon polymers with a molecular weight greater than 101 are preferred, it is particularly preferred that the binder is PTFE,
Generally the mixture is about 20 wt% to about 80% binder.
, preferably 25%, and also about 8% for about 20% catalyst.
0%, preferably 75%. Typically the catalyst layer is about 1
mil (25,4 μm) to approximately 5 ml (12
7 μm), preferably about 2.5 mil (60,4
The average diameter is about 0.1 μm to about 8 μm, preferably about 0.5 μm.

サブストレート及び触媒層は通常のガス拡散電極を形成
し、当業者に知られている方法により製作され得る。し
かし、NiCo2O4粉末はいくつかの他の方法により
鋼製され得る。ニッケル及びコバルトの混合された窒化
物の熱分解は最も一般的な方法である。こうして上記の
陽極は、先ず適当な量のNiCo20◆扮末の水溶性分
散物及びPTFEの水溶性分散物を密に混合することに
より製造され得る。混合された固形物は、共分散物のコ
ンシスチンシーに関係して、次いで吹付け、濾過又はプ
リンティングプロセスによりサブストレートの上に載せ
られ得る。
The substrate and catalyst layer form a conventional gas diffusion electrode and can be fabricated by methods known to those skilled in the art. However, NiCo2O4 powder can be made into steel by several other methods. Pyrolysis of mixed nitrides of nickel and cobalt is the most common method. Thus, the above anode can be manufactured by first intimately mixing appropriate amounts of an aqueous dispersion of NiCo20◆ powder and an aqueous dispersion of PTFE. The mixed solids, depending on the consistency of the co-dispersion, can then be deposited onto the substrate by a spraying, filtration or printing process.

懸濁固形物を凝集させる凝集剤を共分散物に添加するこ
とは特に有利である。その結果としての共析物が濾過紙
上にフィルタリングされ、またフィルタコークスが圧力
によりスクリーンサブストレートに送られる。
It is particularly advantageous to add flocculants to the codispersion which flocculate the suspended solids. The resulting eutectoid is filtered onto a filter paper and the filter coke is conveyed under pressure to a screen substrate.

触媒層の乾燥及び稠密化の後に電極は、PTFEポリマ
ーを硬化(例えば焼結)して構造を互いに結合させるべ
り、最終的に空気中で10分間にわたり320℃と35
0℃との間の温度で加熱される。
After drying and densification of the catalyst layer, the electrodes are cured (e.g. sintered) to bond the structures together by curing the PTFE polymer and finally heated to 320°C and 35°C for 10 minutes in air.
Heated at a temperature between 0°C.

上記の陽極はアジポニトリルへのアクリロニトリルのエ
レクトロヒドロ二量体化のために使用される通常の陰極
と組み合わせて利用される。これらの陰極は鉛、カドミ
ューム、亜鉛、黒鉛、炭素鋼、チタン、ニッケル及び銅
から製作された電橋を含んでいる。
The anode described above is utilized in combination with a conventional cathode used for the electrohydrodimerization of acrylonitrile to adiponitrile. These cathodes include bridges made from lead, cadmium, zinc, graphite, carbon steel, titanium, nickel, and copper.

電解質システムは通常のものであり、典型的に7と10
との間のpHを有するN a 2 HP O4主体のシ
ステムのような電解質を含んでいる。陰極室に使用され
る電解質組成とは異なる電解質組成を陽極室に使用する
こと通常のように行われている。典型的には、腐食防止
剤のような添加物が電解質システムに添加され得る。加
えて、典型的な電解槽は54℃で作動する。
The electrolyte system is conventional, typically 7 and 10
containing an electrolyte such as a Na2HPO4-based system with a pH between . It is common practice to use a different electrolyte composition in the anode compartment than that used in the cathode compartment. Typically, additives such as corrosion inhibitors may be added to the electrolyte system. Additionally, typical electrolytic cells operate at 54°C.

モンサント・コーポレイシaン(Monsant Co
rp。
Monsanto Co.
rp.

ration)から入手可能なアクリロニトリルを含む
任意の市販されている良好な等級のアクリロニトリルが
エレクトロヒドロ二量体化のために通している。
Any commercially available good grade acrylonitrile is suitable for electrohydrodimerization, including acrylonitrile available from Ration.

通常の電解槽及びエレクトロヒドロ二量体化プロセスは
ディー・イー・ダンリイ(D、IE、Danly)  
r改良されたEHDを介してのアジポニトリル(Adi
ponitrile via Improved EH
D) J 、炭化水素プロセッシング(llydroc
arbon Processing)、、 1981年
4月に記載されており、その内容を参照によりここに組
み入れたものとする。このプロセスでは、電気回路を閉
じるため、電解質溶液が双方の電極と接触する状態に保
たれる。この明細書に開示されるようなこのプロセスの
適応にあたっては、水酸イオンは燃料電池の分野で通常
の技術を用いて、例えば陰極室から電解質を通じての拡
散により陽極に供給される。アクリロニトリルは通常の
手段により、例えばアクリロニトリル、水及び溶解塩を
含む流体蒸気を反応槽の陰極室へ循環させることにより
、陰極に供給される。電気分解生成物が除去されるにつ
れて燃料ガス及びアクリロニトリルが連続的にそれぞれ
の電極に供給されること(バッチプロセスと対照的に連
続プロセスであること)は好ましい、約20mA/cs
”ないし約250 mA/am 2の電流密度の電流が
電極に流される時、電気分解が生起する。陰極でアクリ
ロニトリルがアジポニトリルにヒドロ二量体化される、
経験的にこれは 2CII 2CHCN + 211 
zO+ 2e−−=NC(C112)4CN+2011
− として表される0本発明の陽極では、水酸イオンが
酸素を生成するべく酸化される、水素に対してこれは経
験的に H2+20H′″→21120+2e″′とし
て表される。アジポニトリルの典型的な収率は約60%
と約90%との間にわたっている。
The conventional electrolyzer and electrohydro-dimerization process was described by Danly, D.E.
Adiponitrile (Adi) via improved EHD
Ponitrile via Improved EH
D) J, Hydrocarbon Processing (llydroc
arbon Processing), April 1981, the contents of which are incorporated herein by reference. In this process, an electrolyte solution is kept in contact with both electrodes to close the electrical circuit. In adapting this process as disclosed herein, hydroxide ions are supplied to the anode using techniques conventional in the fuel cell art, eg, from the cathode chamber by diffusion through the electrolyte. Acrylonitrile is supplied to the cathode by conventional means, such as by circulating a fluid vapor containing acrylonitrile, water and dissolved salts to the cathode chamber of the reactor. Preferably, fuel gas and acrylonitrile are continuously supplied to each electrode as the electrolysis products are removed (a continuous process as opposed to a batch process), about 20 mA/cs.
Electrolysis occurs when a current with a current density of from 250 mA/am2 to about 250 mA/am2 is applied to the electrode. At the cathode, acrylonitrile is hydrodimerized to adiponitrile.
Empirically, this is 2CII 2CHCN + 211
zO+ 2e--=NC(C112)4CN+2011
In the anode of the present invention, hydroxide ions are oxidized to produce oxygen, which for hydrogen is expressed empirically as H2+20H''→21120+2e'''. Typical yield of adiponitrile is about 60%
and about 90%.

例 パイロセラム(コーニング・ガラス・ワークス・カンパ
ニー)の皿が、ベントされたフェームフード内に配置さ
れたオープンのなかに置かれ、350℃に加熱された。
EXAMPLE A Pyroceram (Corning Glass Works Company) dish was placed in an open placed in a vented fame hood and heated to 350°C.

29gのNi  (Not)2・6H20及び58gの
Co (NO3)2・6H20がビーカーに加えられ、
約30分間にわたり135℃で融かされた。融かされた
溶液は迅速に350℃のパイロセラムの上に注がれ、さ
らに2゜5時間にわたり350℃で空気中で加熱された
29 g of Ni (Not)2.6H20 and 58 g of Co (NO3)2.6H20 were added to the beaker;
It was melted at 135° C. for about 30 minutes. The molten solution was quickly poured onto Pyroceram at 350°C and heated in air at 350°C for an additional 2.5 hours.

次いで冷却が許され、生成物が100メツシユのスクリ
ーンを通して送られ、違加的な2時間にわたり350℃
で熱処理された。このプロセスはNi Co 204組
成物の微細な黒色の粉末を生成した。
Cooling was then allowed and the product was passed through a 100 mesh screen and heated at 350°C for an additional 2 hours.
heat treated. This process produced a fine black powder of Ni Co 204 composition.

3gのNiCo2O4が2分間にわたり200Wで8Q
 m lの水と超音波ブレンドされた。1.0g(乾燥
固形物ベース)のPTFE  T−30ポリマー(デュ
ポン社)溶液が添加され、またブレンディングが1分間
にわたり継続された。ブレンドされた固形物はフィルタ
ートランスフ1プロセスにより12.5cmX 12.
5gmの炭素鋼の100メツシユスクリーンの上に送ら
れた。120℃での乾燥及び400 p s i  (
28kg/coI’)での圧縮の後に、電極は空気中で
10分間にねたり321℃で焼結された。この電極は1
0%のNa2HPO4,3,8%のNa2B+Ov・1
OH20及び0.4%のエチルジブチル・リン酸アンモ
ニウムを含む水溶性溶液のなかで試験された。エレクト
ロヒドロ二量体化プロセスに使用される典型的な電解質
溶液内の電極の試験は、その陽極は電解槽の残りの部分
に無関係であるので、その陽極を利用するエレクトロヒ
ドロ二量体化プロセスの有効性を示すのに十分である。
3g NiCo2O4 8Q at 200W for 2 minutes
Ultrasonically blended with ml water. 1.0 g (dry solids basis) of PTFE T-30 polymer (DuPont) solution was added and blending was continued for 1 minute. The blended solids were filtered into 12.5cm x 12.
It was fed onto a 100 mesh screen of 5 gm carbon steel. Drying at 120°C and 400 ps i (
After compression at 28 kg/coI'), the electrode was sintered at 321° C. for 10 minutes in air. This electrode is 1
0% Na2HPO4, 3, 8% Na2B+Ov・1
Tested in an aqueous solution containing OH20 and 0.4% ethyldibutyl ammonium phosphate. Testing of an electrode in a typical electrolyte solution used in an electrohydrodimerization process utilizes the anode, since that anode is independent of the rest of the electrolytic cell. is sufficient to demonstrate the effectiveness of

試験の結果は図面の曲線2として示されている。The results of the test are shown as curve 2 in the drawing.

図面でX軸は電解槽の電流密度を電極のmA/elI2
で表している。これがmVを単位とする陽極電圧(y)
に対してプロットされている。陽極電圧は絶対値ではな
く、参照電極(HRE)として使用されている同−溶液
内の水素/白金電極に対する相対値である。HREの電
圧は零であると仮定されている0点で示されている1、
 23 Vは陽極から酸素を発生させるために必要とさ
れる理論的電圧である0曲線lはN a 2 HP O
4の溶液(アクリロニトリルのエレクトロヒドロ二量体
化によリアシボニトリルを発生させる電解槽内に使用さ
れる典型的な電解質)内の炭素鋼電極から酸素を発生さ
せるために必要とされる実際の電圧である、@素発生デ
ータ曲線lは前記ダンリイの論文からとられた。曲線と
1.23Vとの間の差は、水溶性電解質の観察された分
解電圧が理論的な可逆分解電圧を超過する差電圧として
定義されている分極である。曲線1と対照的に、曲線2
は類似の電解質溶液内でNlCo2O4を含む陽極に対
して必要とされる電圧を示している。例えば、電極領域
の100 mA/as ”の電流密度では約2000m
Vよりも低い電圧要求が存在する。特定の電流密度に於
ける曲線2と曲線1との比較から明らかなように、N 
i Co 204を含む陽極により必要とされる電圧は
低い。
In the drawing, the X axis represents the current density of the electrolytic cell as mA/elI2 of the electrode.
It is expressed as This is the anode voltage (y) in mV
is plotted against. The anode voltage is not an absolute value, but a relative value to the hydrogen/platinum electrode in the same solution used as the reference electrode (HRE). The HRE voltage is assumed to be zero 1, indicated by the 0 point.
23 V is the theoretical voltage required to generate oxygen from the anode 0 curve l is N a 2 HP O
The actual amount required to generate oxygen from a carbon steel electrode in a solution of The voltage, @element generation data curve l, was taken from the Danley paper. The difference between the curve and 1.23 V is the polarization defined as the differential voltage at which the observed decomposition voltage of the aqueous electrolyte exceeds the theoretical reversible decomposition voltage. In contrast to curve 1, curve 2
shows the voltage required for an anode containing NlCo2O4 in a similar electrolyte solution. For example, at a current density of 100 mA/as'' in the electrode area, approximately 2000 m
There are voltage requirements lower than V. As is clear from the comparison between curve 2 and curve 1 at a specific current density, N
The voltage required by an anode containing iCo 204 is lower.

これらの電解槽は、N I Co 2 Q 4を含むエ
ネルギー節減陽極の採用により、電気化学工学、特゛に
アジポニトリル産業に有意義な寄与をする。アジポニト
リルへのアクリロニトリルのエレクトロヒドロ二量体化
のため電力消費は陽極及び陰極反応のために必要とされ
る電圧と電極抵抗損失とに関係する。ヒドロ二量体化プ
ロセスに使用される典型的な陽極は100mA/cn2
の電流密度でほぼ2.2■を必要とする。対照的に、本
発明のヒドロ二量体化プロセスはほぼ1.8vの電圧を
必要とする陽極を採用しており、約0.4 Vの節減が
達成される。
These electrolyzers make a significant contribution to electrochemical engineering, particularly to the adiponitrile industry, by employing energy-saving anodes containing N I Co 2 Q 4 . The power consumption for electrohydrodimerization of acrylonitrile to adiponitrile is related to the voltage required for the anodic and cathodic reactions and electrode resistance losses. A typical anode used in the hydrodimerization process is 100mA/cn2
Approximately 2.2 µm is required at a current density of . In contrast, the hydrodimerization process of the present invention employs an anode that requires a voltage of approximately 1.8V, and a savings of approximately 0.4V is achieved.

これらの電圧低減の結果としてエレクトロヒドロ二量体
化プロセスの有意義なエネルギー節減が達成される0本
発明の陽極は触媒としてNiC。
Significant energy savings in the electrohydro-dimerization process are achieved as a result of these voltage reductions.The anode of the present invention uses NiC as the catalyst.

204を必要とするが、この特定の触媒は入手容易な金
属塩から合成され得る。加えて、この触媒は他の商業的
な電極システムと異なり貴金属を含んでおらず、コスト
の点で有利である。こうして本発明によるエネルギー節
減電極の採用はアジポニトリル製造に関する電気化学工
学に進歩をもたらす。
204, this particular catalyst can be synthesized from readily available metal salts. Additionally, this catalyst does not contain precious metals, unlike other commercial electrode systems, providing cost advantages. Thus, the adoption of energy saving electrodes according to the present invention represents an advance in electrochemical engineering for adiponitrile production.

以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例について説
明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではな(、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described above with reference to certain preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments (although various embodiments are possible within the scope of the present invention). This will be clear to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明によるNiCo2O4触媒を含む陽極と公
知の典型的な陽極との電圧を比較して示すグラフである
。 1・・・公知の文献による場合の曲線、2・・・本発明
による場合の曲線 特許出願人  インターナショナル・フェーエル・セル
ズ・コーポレイション
The drawing is a graph showing a comparison of the voltage between an anode including a NiCo2O4 catalyst according to the present invention and a known typical anode. 1...Curve according to known documents, 2...Curve according to the present invention Patent Applicant: International Fertil Cells Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】 水溶性電解質、陽極及び陰極を含む電解槽内の電気化学
的システムのなかでアジポニトリルを製造するべくアク
リロニトリルをヒドロ二量体化する方法に於て、 a)陰極及び陽極と接触する状態に水溶性電解質を保つ
過程と、 b)陰極にアクリロニトリルの源を保つ過程と、c)陽
極に水酸イオンの源を保つ過程と、 d)前記システムを通じて直流電流を流し、陰極でアジ
ポニトリルへのアクリロニトリル のヒドロ二量体化を、また陽極で水酸イオ ンの酸化を生じさせる過程とを含んでおり、陽極として
、導電性のサブストレートに接着された、ポリテトラフ
ルオロエチレンを含有するNiCo_2O_4の層を利
用しており、陽極面積の1cm^2あたり100mAの
電流密度にて必要とされる陽極電圧が約2000mVよ
りも低いことを特徴とするアクリロニトリルのヒドロ二
量体化の方法。
[Scope of Claim] A method for hydrodimerizing acrylonitrile to produce adiponitrile in an electrochemical system in an electrolytic cell comprising an aqueous electrolyte, an anode, and a cathode, comprising: a) a cathode and an anode; b) maintaining a source of acrylonitrile at the cathode; c) maintaining a source of hydroxide ions at the anode; and d) passing a direct current through said system and causing a source of acrylonitrile at the cathode. the hydrodimerization of acrylonitrile to adiponitrile and the oxidation of hydroxyl ions at an anode, the anode containing polytetrafluoroethylene adhered to an electrically conductive substrate; A process for the hydrodimerization of acrylonitrile utilizing a layer of NiCo_2O_4, characterized in that the required anode voltage is less than about 2000 mV at a current density of 100 mA per cm^2 of anode area.
JP61076419A 1985-04-26 1986-04-02 Method of hydrodimerization of acrylonitrile Pending JPS61250188A (en)

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US727472 1985-04-26

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1221775B (en) * 1988-01-08 1990-07-12 Giuseppe Bianchi SYNTHESIS PROCESS OF ORGANIC SUBSTANCES BY INDIRECT ELECTROCHEMISTRY WITH SOLID STATE REDOX SYSTEM
JP3360850B2 (en) * 1992-09-21 2003-01-07 株式会社日立製作所 Copper-based oxidation catalyst and its use
US20070070349A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Helicos Biosciences Corporation Optical train and method for TIRF single molecule detection and analysis
US20120021473A1 (en) * 2010-04-01 2012-01-26 Bioamber S.A.S. Processes for producing carboxylic acids from fermentation broths containing their ammonium salts
CN114940654B (en) * 2022-06-15 2023-03-10 武汉大学 Method for synthesizing adiponitrile and adipate compound by reductive dimerization of olefin under photocatalysis

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA813877A (en) * 1969-05-27 Petrovich Tomilov Andrei Method of preparing adiponitrile
DE1518548A1 (en) * 1965-04-14 1969-05-14 Basf Ag Process for the electrochemical hydrodimerization of aliphatic alpha, beta-monoolefinically unsaturated nitriles
US3607416A (en) * 1967-02-20 1971-09-21 United Aircraft Corp Spinel-type electrodes, process of making and fuel cell
FR2019108A1 (en) * 1968-09-28 1970-06-26 Ucb Union Chimique
GB1251899A (en) * 1969-02-10 1971-11-03
US3657099A (en) * 1969-05-07 1972-04-18 Asahi Chemical Ind Electrolytic cell for producing adiponitrile by electrolytic hydrodimerization of acrylonitrile
JPS4941175B1 (en) * 1970-04-25 1974-11-07
ES416248A1 (en) * 1972-07-31 1976-02-16 Citroen Sa Anti-locking braking device
JPS5541815Y2 (en) * 1975-02-18 1980-09-30
US4076611A (en) * 1976-04-19 1978-02-28 Olin Corporation Electrode with lanthanum-containing perovskite surface
IL50217A (en) * 1976-08-06 1980-01-31 Israel State Electrocatalytically acitve spinel type mixed oxides
US4187155A (en) * 1977-03-07 1980-02-05 Diamond Shamrock Technologies S.A. Molten salt electrolysis
CA1155085A (en) * 1978-04-14 1983-10-11 Sameer M. Jasem Electrochemical gas separation including catalytic regeneration
CA1113802A (en) * 1980-09-02 1981-12-08 William A. Armstrong Mixed oxide oxygen electrode

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GB2175608A (en) 1986-12-03
GB2175608B (en) 1988-10-12
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